3d同人 · 渲染技术入门
材质与贴图入门：粗糙度、金属度与法线贴图

第一章

先分清：材质不是一张图

一个材质通常由 4 到 6 张贴图共同决定，单张图管不了全部。

初学者容易以为给模型贴一张彩色图就完事，其实颜色只是其中一层。现代渲染多用基于物理的流程：一张基础色贴图定固有色，一张粗糙度贴图定表面是光滑还是粗糙，一张金属度贴图区分金属与非金属，再加一张法线贴图补凹凸细节。几张图在同一组 UV 坐标上对齐，引擎逐像素把它们合成最终效果。少了任何一张，质感都会露馅，比如塑料被做成金属味，或者皮肤亮得像打了蜡。

第二章

粗糙度与金属度：记住 2 个极端

金属度多为 0 或 1，粗糙度则在 0 到 1 之间连续变化。

金属表面没有漫反射，颜色直接来自反射光，所以金属的基础色本身带色，比如金色、铜色；非金属的金属度必须填 0，否则会出现发黑发脏的错误效果。粗糙度越低，表面越像镜子，高光越锐利；越高，反射越模糊，像磨砂和布料。举个对照：抛光不锈钢粗糙度约 0.1，拉丝金属约 0.4，未上漆的木头约 0.7 到 0.9。写作业时先想这个物体在现实里摸上去滑不滑、照不照人，再填数值，比凭感觉乱拉滑杆准得多。

第三章

法线贴图补的是哪种细节

法线贴图用颜色记录凹凸方向，能补出建模没做的细纹。

高模上的毛孔、布纹、皮革纹理，如果全部靠几何建出来，面数会高到难以渲染。做法是把高模的细节烘焙进一张法线贴图，贴到低模上，光照时会算出类似的凹凸明暗。法线贴图呈蓝紫色，是因为多数法线朝外时数值接近那个色调。要注意两点：贴图的方向标准分 2 种，不同软件默认不一致，接反了凹凸会颠倒；另外法线只改光影不改轮廓，侧面看模型边缘仍是低模的形状，近景特写时要把面数留够。

第四章

分辨率与接缝：2 个实务问题

贴图常用 1024、2048、4096 三档，按镜头距离选，别一律拉满。

脸部特写用 4096 也不浪费，全景里的小道具用 1024 足够，混用能省一半显存。接缝出现在 UV 分块的边界，成因是贴图边缘颜色或法线不连续，处理办法是绘制时把边缘向外扩出几个像素，或者调整分块位置把缝藏到看不见的地方。拉伸则是 UV 展开比例失调，一块面积被分到太少像素，检查时贴一张棋盘格就能看出哪块格子被拉长。养成先贴棋盘格检查、再画正式贴图的习惯，后期返工会少很多。

第五章

补充：皮肤与布料的质感差别在哪

皮肤靠次表面散射显真实，布料靠粗糙度变化显质感，抓手不同。

皮肤材质的特殊处在于光会钻进表面浅层再散射出来，耳廓、指尖逆光时会透出暖色，引擎里的次表面参数就是管这个的，数值给 1 个小档位即可，给大了会像蜡像。布料则几乎没有镜面高光，质感来自织物纹理在粗糙度贴图上的细密起伏，近景时再叠 1 层法线细节。把 2 类材质并排渲 1 张测试图，分别只改各自的关键参数观察变化，比单独背参数表记得牢。材质学习没有终点，但先吃透皮肤、布料、金属、塑料这 4 类，日常题材已经够用。

练习材质有个笨办法很有效：找 1 个实物放在手边，边看实物边调参数。屏幕里的数值终究抽象，对照实物的反光和手感调完 3 次，参数感就会稳定下来。

把本篇的要点抄成 1 张小卡片贴在手边，实际操作时对照着走 3 遍，流程就会变成习惯。习惯成型之后再追求速度和变化，顺序反过来，基础动作会在赶工时最先变形。